焦俊超,孫成苗,胡振彪(1．青島市勘察測繪研究院,山東青島 266032; 2．海陸地理信息集成與應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程研究中心,山東青島 266032)

基于Windows Phone的“掌上世園游”設(shè)計與開發(fā)

焦俊超1,2?,孫成苗1,2,胡振彪1,2
(1．青島市勘察測繪研究院,山東青島 266032; 2．海陸地理信息集成與應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程研究中心,山東青島 266032)

摘 要:“掌上世園游”移動端軟件基于Windows Phone手機(jī)操作系統(tǒng)開發(fā),采用SOA設(shè)計理念,遵從數(shù)據(jù)、管理、服務(wù)和應(yīng)用相分離的架構(gòu)原則,通過地理信息數(shù)據(jù)整合、管理和網(wǎng)絡(luò)化在線服務(wù)模式,融合無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、LBS技術(shù)、GIS技術(shù),在實現(xiàn)傳統(tǒng)基本電子地圖功能的基礎(chǔ)上,著眼于游園的自動化、智能化體驗,為游客游覽世園會提供查詢、向?qū)А⑤o助決策等各項服務(wù)。系統(tǒng)在2014年青島世界園藝博覽會期間得到了較好的應(yīng)用,最大限度的發(fā)揮了對世園會的宣傳和推介作用。

關(guān)鍵詞:Windows Phone；GIS；移動端；游覽

1　前 言

隨著第三、第四代移動通訊技術(shù)的進(jìn)步以及智能手機(jī)的普及,移動互聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)來臨,基于傳統(tǒng)桌面的應(yīng)用正在逐步轉(zhuǎn)向基于智能移動終端[1],手機(jī)端軟件已經(jīng)越來越影響公眾生活。

世界園藝博覽會(簡稱“世園會”)是展示世界園林園藝精品和科技成果的專業(yè)性國際博覽會,2014年在青島舉行。為了突出游客游園時的智能化和自動化體驗,筆者設(shè)計并開發(fā)了“掌上世園游”移動端軟件產(chǎn)品,它是一套提供多種地理信息服務(wù)的導(dǎo)覽系統(tǒng),作為補充和提升實體世園會的輔助宣傳工具?！罢粕鲜缊@游”系統(tǒng)以Windows Phone手機(jī)操作系統(tǒng)為設(shè)計平臺, 以ArcGIS移動產(chǎn)品解決方案為開發(fā)基礎(chǔ),在無線網(wǎng)絡(luò)、LBS、GIS等先進(jìn)技術(shù)的支持下,采用二維電子地圖和2．5維場景相結(jié)合的方式,通過實景圖片與文字介紹展示世園會優(yōu)美景色及各項場館活動,并可利用系統(tǒng)提供的智能分析功能,為游客提供查詢、向?qū)А⑤o助決策等各項服務(wù),真正實現(xiàn)“智慧游園”。

2　解決方案理論概要

“掌上世園游”軟件著眼于地理信息服務(wù)在Windows Phone手機(jī)端的展示應(yīng)用,運用移動互聯(lián)網(wǎng)思維,采取“B/ S”架構(gòu),以ArcGIS for Windows Phone為開發(fā)接口,選用C#語言結(jié)合XAML描述模式開發(fā),應(yīng)用ArcGIS Server的Rest地圖服務(wù),充分發(fā)掘了Windows Phone前端技術(shù)、WebService后臺技術(shù)及多種GIS服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

2．1Windows Phone基礎(chǔ)

Windows Phone(簡稱“WP”)是微軟公司發(fā)布的一款手機(jī)操作系統(tǒng),基本放棄了原有的Windows Mobile體系架構(gòu),采用全新的設(shè)計理念精心打造,增強了桌面定制、圖標(biāo)拖拽、滑動控制等一系列前衛(wèi)的操作,力圖打破公眾與信息、應(yīng)用之間的隔閡,適用于包括工作和娛樂在內(nèi)完整生活的方方面面,操作和開發(fā)上均提供最優(yōu)秀的端到端體驗[2～5],是和蘋果IOS、谷歌Android并駕齊驅(qū)的移動端軟件解決方案?！罢粕鲜缊@游”系統(tǒng)采用的開發(fā)平臺是Windows Phone 8．0版本。

在控件方面,Windows Phone和傳統(tǒng)的桌面應(yīng)用程序開發(fā)或Web開發(fā)基本類似,可以使用默認(rèn)提供的控件或加載第三方控件。在開發(fā)語言方面,Silverlight Framework[6]和XNA Framework兩種框架支持Windows Phone的應(yīng)用程序開發(fā),前者是以XAML文件為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序設(shè)計,代碼編寫和ArcGIS for Silverlight非常相像,有些源碼甚至可以直接移植,所以在該方式在當(dāng)前相對比較流行。

2．2ArcGIS for Windows Phone介紹

ArcGIS for Windows Phone是美國Esri公司推出的用于在Windows Phone平臺上開發(fā)GIS應(yīng)用的一套編程接口和類庫。通過這些接口和類庫,可構(gòu)建富客戶端和桌面應(yīng)用;并可將地圖嵌入到應(yīng)用中,加載在線地圖服務(wù)、Bing地圖或離線地圖,以完成定位、搜索、空間查詢、數(shù)據(jù)展示等常見功能;此外,它還提供了一系列專業(yè)的GIS功能,允許加載企業(yè)自己的地理數(shù)據(jù)信息,利用ArcGIS Server或Bing地圖服務(wù)提供的強大的繪圖、地理編碼和地理處理能力進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、編輯、執(zhí)行復(fù)雜的地理分析任務(wù),從而挖掘數(shù)據(jù)的潛在價值[8]?！罢粕鲜缊@游”系統(tǒng)采用的開發(fā)插件是ArcGIS for Windows Phone 2．4版本。

2．3開發(fā)語言及地圖服務(wù)

C#[9]是微軟公司發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮?、運行于．Net Framework之上的高級程序設(shè)計語言,由C和C++衍生而來,能使程序員在．Net平臺上快速開發(fā)程序軟件,程序運行上安全、穩(wěn)定,代碼組織上簡單、優(yōu)雅;Microsoft Visual Studio 2012[10]是一個先進(jìn)的軟件開發(fā)解決方案,可以輕松創(chuàng)建適應(yīng)多變的命令窗口、按鈕、菜單、工具欄和其他屏幕元素;Windows 8是由微軟公司開發(fā)并具有革命性變化的操作系統(tǒng),是現(xiàn)今比較常用的新的操作系統(tǒng)。

ArcGIS Server是一個用來構(gòu)建集中管理、支持多用戶的企業(yè)級GIS應(yīng)用平臺[11],能對GIS提供基于瀏覽器的地圖訪問,而且能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的分布式管理及動態(tài)更新?！罢粕鲜缊@游”系統(tǒng)采用的開發(fā)語言是Microsoft Visual Studio 2012中的C#,電腦端操作系統(tǒng)為與之配套的Windows 8,并使用ArcGIS Server 10．2提供地圖服務(wù)。

3　系統(tǒng)架構(gòu)及功能設(shè)計

3．1系統(tǒng)總體架構(gòu)

“掌上世園游”軟件在系統(tǒng)架構(gòu)上共分為4個層次(如圖1所示),依次分別為應(yīng)用支撐層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、開發(fā)接口層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層。通過4級分層架構(gòu),使數(shù)據(jù)、管理、服務(wù)、應(yīng)用相分離,系統(tǒng)擁有了較好的穩(wěn)定性、靈活性和擴(kuò)展性。

圖1　系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

(1)支撐層

應(yīng)用支撐層是構(gòu)成軟件的基礎(chǔ)保障,通過專題數(shù)據(jù)庫和信息服務(wù)商分別為整個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持與技術(shù)支撐。

(2)服務(wù)層

數(shù)據(jù)服務(wù)層是接口層的基礎(chǔ),包含諸如電子地圖、導(dǎo)航等各類服務(wù),為接口層提供強大的后臺實現(xiàn)支持,完成各類空間信息資源的對外發(fā)布和共享,解決空間信息資源“如何發(fā)布”的問題。

(3)接口層

開發(fā)接口層是提供給各類用戶的程序開發(fā)接口,各相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)可以使用這些API來和自己的業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行集成,形成獨立的業(yè)務(wù)空間信息應(yīng)用系統(tǒng)。該層采用的是ESRI提供的ArcGIS for Windows Phone。

(4)應(yīng)用層

業(yè)務(wù)應(yīng)用層是用來通過接口層提供的接口開發(fā)移動終端用戶系統(tǒng),為用戶提供移動端地圖瀏覽、電子導(dǎo)游、GPS導(dǎo)引、周邊信息搜索等功能,為游客游園提供智能化服務(wù),同時解決共享信息資源是“如何應(yīng)用”的問題。

3．2主要功能設(shè)計

“掌上世園游”軟件在實現(xiàn)傳統(tǒng)基本電子地圖功能的基礎(chǔ)上,重點實現(xiàn)了GPS定位、智能導(dǎo)引、周邊搜索、園區(qū)導(dǎo)游等功能,突出體現(xiàn)游客游園的自動化、智能化體驗,如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)主要功能

GPS定位是指在GPS處于打開或手機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的情況下,地圖加載成功后自動定位,并在地圖上標(biāo)示出用戶所在的園區(qū)位置。

智能導(dǎo)引是指通過GPS定位,獲取當(dāng)前位置信息,并根據(jù)當(dāng)前位置自動分析最佳游園路線,或自動分析多條游覽路線供用戶選擇。隨著用戶游覽位置的變化,通過獲取外部實時傳遞的服務(wù)數(shù)據(jù),自動推送當(dāng)前位置附近展館的活動信息。

空間搜索功能不僅涉及用戶位置最近場館的搜索,還包括對用戶位置周圍生活娛樂等相關(guān)設(shè)施的搜索,所涉及的專題數(shù)據(jù)主要有世園會場館、餐飲、銀行、酒店、娛樂場所、購物等。

園區(qū)導(dǎo)游功能結(jié)合智能導(dǎo)引功能統(tǒng)籌考慮,運用接入的服務(wù)資源,根據(jù)用戶的自身特點和所處位置,向其推薦合理的游覽路線,為游客參觀園區(qū)帶來便利。

4　應(yīng)用展示及技術(shù)優(yōu)勢

4．1應(yīng)用展示

“掌上世園游”系統(tǒng)在實現(xiàn)相關(guān)功能的基礎(chǔ)上,重點考慮了軟件的易用性、便捷性、智能性要求,設(shè)計了美觀、流行的元素和交互性極好的UI界面,并使其符合當(dāng)前大眾化的流行移動軟件界面的設(shè)計要求。軟件在2014年青島世園會期間面向公眾免費下載,取得了較好的效果。這里僅展示空間搜索(如圖3所示)和園區(qū)導(dǎo)游功能界面(如圖4所示)。

圖3　空間搜索

圖4　園區(qū)導(dǎo)游

4．2技術(shù)優(yōu)勢

(1)面向服務(wù)的體系架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)開發(fā)過程中應(yīng)用了SOA[12]設(shè)計思想,通過將數(shù)據(jù)、算法等資源在服務(wù)器端發(fā)布為獨立于客戶端的服務(wù)。SOA的這種松散耦合特性,使得能夠?qū)⒎?wù)組合為各種應(yīng)用程序,這樣大幅度提高了代碼重用率,可以在增加功能的同時減少工作量,縮短軟件開發(fā)時間。

(2)跨平臺的異構(gòu)多源空間數(shù)據(jù)共享

“掌上世園游”系統(tǒng)采用Web Service方法實現(xiàn)空間地理數(shù)據(jù)的交換和共享,此方法融合了Http和其他Web協(xié)議,便于系統(tǒng)服務(wù)根據(jù)發(fā)展需要進(jìn)行伸縮。

(3)ArcGIS的強大技術(shù)支持

軟件采用成熟穩(wěn)定的ArcGIS移動產(chǎn)品解決方案,使用ArcGIS Server發(fā)布地圖,Windows Phone客戶端調(diào)用地圖服務(wù)。

(4)功能齊全的移動GIS軟件

系統(tǒng)在實現(xiàn)基本電子地圖功能基礎(chǔ)上,利用GPS 和LBS技術(shù)重點實現(xiàn)了GPS定位、線路查詢、周邊搜索、電子導(dǎo)游等功能,為游客提供全方位的游園服務(wù)。

(5)用戶體驗度高的UI設(shè)計

系統(tǒng)UI界面設(shè)計中充分考慮并發(fā)揮了Windows Phone系統(tǒng)的特點優(yōu)勢,遵循用戶常規(guī)交互習(xí)慣,保證了各個版本之間軟件主題的一致性。

5　總 結(jié)

移動端GIS是當(dāng)前地理信息行業(yè)發(fā)展的重要方向,是繼桌面GIS、WebGIS之后又一新的技術(shù)熱點, Windows Phone作為成熟穩(wěn)定的移動端軟件解決方案,二者相互融合開發(fā)定制深層次的行業(yè)應(yīng)用顯得很有必要?！罢粕鲜缊@游”系統(tǒng)基于Windows Phone手機(jī)操作系統(tǒng),采用ArcGIS for Windows Phone相關(guān)開發(fā)接口進(jìn)行開發(fā),借助GPS定位、LBS等技術(shù)實現(xiàn)了全面互動、信息共享、資訊傳播等功能。軟件在實際使用中取得了較好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉黎志,陳傳波．Windows Phone數(shù)據(jù)訪問技術(shù)研究[J]．計算機(jī)工程與科學(xué),2014,36(9):1623～1628．

[2] 李春旭,劉澤宏．Windows Phone應(yīng)用程序開發(fā)[M]．北京:電子工業(yè)出版社,2012:13～26．

[3] ADAM D．Windows移動游戲開發(fā)實戰(zhàn):使用C#語言[M]．北京:清華大學(xué)出版社,2012:48～68．

[4] CHARLES P．Windows Phone程序設(shè)計:XNA框架[M]．北京:電子工業(yè)出版社,2012:128～139．

[5] 程國雄,胡世清．基于Silverlight的RIA系統(tǒng)架構(gòu)與設(shè)計模式研究[J]．計算機(jī)工程與設(shè)計,2010,31(8):1706～1709．

[6] 楊彬．基于Windows Phone的交通管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]．江西:江西理工大學(xué),2012,12:8．

[7] Robinson S．Professional C#2ndEdition[M]．Wrox Press Inc,2002．

[8] 馮競立．基于Windows Phone離線公交查詢系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]．計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2013,14:292～294．

[9] 梁曉松,游雄,王珂珂．面向服務(wù)的ArcGIS Server架構(gòu)研究[J]．測繪科學(xué),2009,34(3):89～91．

[10] 王濱,黃永峰,許曉東．基于SOA的應(yīng)用程序框架研究與實現(xiàn)[J]．計算機(jī)工程與設(shè)計,2006(7):1198～1200．

The Design and Develop of“PIHETS”Based on Windows Phone

Jiao Junchao1,2,Sun Chengmiao1,2,Hu Zhenbiao1,2
(1．Qingdao Geotechnical Investigation And Surveying Research Institute,Qingdao 266032,China; 2．National and Local United Engineering Research Center of Marine and Terrestrial Geographic Information Integration and Application, Qingdao 266032,China)

Abstract:“Pocket International Horticulture Exposition Tour System”mobile client software is developed based on Windows Phone mobile phone operating system．It is designed using SOA concept and comply with the principles of data architecture,management,services and applications of phase separation．Wi-Fi,LBS and GIS technologies are also imbedded in this software．It not only has the basic functions of traditional electronic map,but also focuses on automatic visualization and intelligent experience．Those provide services like query,wizard or decision support．This system is well applied in Qingdao International Horticulture Exposition 2014,which plays a important role in publicity and promotion．

Key words:Windows Phone;GIS;mobile client;tour

文章編號:1672-8262(2015)05-43-04中圖分類號:P208．2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

收稿日期:?2015—04—21

作者簡介:焦俊超(1985—),男,工程師,碩士,研究方向為GIS應(yīng)用與開發(fā)。

基金項目:青島市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會世園會數(shù)字化園區(qū)軟件應(yīng)用(GIS)系統(tǒng)總承包項目(X2012-8)